Abiogenese
08.08.2018 um 15:06Der Prozess, der zur Entstehung der ersten Lebewesen geführt hat, wird als Abiogenese bezeichnet. In diesem Thread soll es darum gehen, verschiedene wissenschaftliche Erklärungsansätze zu diskutieren. Ein Schwerpunkt ist dabei die RNA-Welt-Hypothese. Während heutige Lebewesen ihren lebendigen Zustand über die Wechselwirkungen zwischen DNA, RNA und Proteinen sowie vielfältigen Substraten aufrecht erhalten, wird für einen Abschnitt der Abiogenese die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass die Funktionen von DNA und Proteinen allein durch die RNA wahrgenommen wurde.
RNA ist ähnlich wie DNA aus einer Abfolge von Nucleotiden aufgebaut, die sich zu einem langen Strang verkettet haben. Im Unterschied zu DNA ist ein RNA-Strang jedoch nicht in einer Doppelhelix vorhanden, sondern in komplizierteren, ineinander verdrillten Strukturen, da der Zuckeranteil in den Nucleotiden bei RNA sperriger ist als bei DNA. Diese sperrigeren Strukturen bewirken andererseits jedoch auch, dass RNA in gewissem Umfang wie Proteine als Enzym wirken können. Solche RNA-Enzyme werden als Ribozyme bezeichnet.
Vermutet wird, dass frühe Lebensformen - oder Vorstufen von Lebensformen - ihren Stoffwechsel und ihre Selbstregulation allein mit RNA bewältigt hatten. Dies ist Gegenstand der RNA-Welt-Hypothese. In diesem Zusammenhang wird oft vom Spiegelmann-Versuch gesprochen. Hierbei wurden RNA-Moleküle mit dem Enzym RNA-Replicase zusammengebracht, wobei die Replicase schrittweise immer kürzere Moleküle produzierte, bis sich eine Population von Molekülen als Endzustand einpegelte, die sich am effizientesten replizierte.
Das hat allerdings nichts mit der RNA-Welt zu tun, sondern mit einer Art "molekularer Evolution", die jedoch mit biologischer Evolution nichts zu tun hat. Aufschlussreich waren die Fortsetzungen dieser Versuche durch Manfred Eigen aus Göttingen. Hier hat man nur noch einzelne Nucleotide in eine Replicase-Lösung zugesetzt und die Replicase ließ spontan RNA-Moleküle entstehen, die ihrerseits wieder eine "molekulare Evolution" bis zu einem Endzustand durchliefen. Bemerkenswert ist hier allerdings, dass die Replicase ein Protein ist und nicht ein Ribozym.
Die Frage, die hier im Raum steht, ist nun, ob man so ein System der "molekularen Evolution" schon als Leben bezeichnen kann. Schlichtes Molekülwachstum ohne Stoffwechsel erfüllt nicht die Kriterien, die an ein lebendes System gestellt werden. Der Stoffwechsel fehlt völlig. Ebenso die Abgrenzung von der Umgebung durch eine Membran, die notwendig ist, damit sich das Molekülsystem nicht in die Umgebung zerstreut. Weiterhin ist unklar, wie aus einem reinen Molekülreplikationsmechanismus ein Organismus entstehen soll, der einen Stoffwechsel aufweist, der wiederum auf die Replikation zurückwirkt.
Um diese und andere Fragen und Probleme zu diskutieren, die mit der Abiogenese im Zusammenhang stehen, steht hier eine Möglichkeit zur Verfügung. Was ich allerdings generell hier nicht haben möchte, sind kreationistische Interpretationen. Solche Beiträge werden von mir konsequent der Verwaltung als Störung gemeldet.
RNA ist ähnlich wie DNA aus einer Abfolge von Nucleotiden aufgebaut, die sich zu einem langen Strang verkettet haben. Im Unterschied zu DNA ist ein RNA-Strang jedoch nicht in einer Doppelhelix vorhanden, sondern in komplizierteren, ineinander verdrillten Strukturen, da der Zuckeranteil in den Nucleotiden bei RNA sperriger ist als bei DNA. Diese sperrigeren Strukturen bewirken andererseits jedoch auch, dass RNA in gewissem Umfang wie Proteine als Enzym wirken können. Solche RNA-Enzyme werden als Ribozyme bezeichnet.
Vermutet wird, dass frühe Lebensformen - oder Vorstufen von Lebensformen - ihren Stoffwechsel und ihre Selbstregulation allein mit RNA bewältigt hatten. Dies ist Gegenstand der RNA-Welt-Hypothese. In diesem Zusammenhang wird oft vom Spiegelmann-Versuch gesprochen. Hierbei wurden RNA-Moleküle mit dem Enzym RNA-Replicase zusammengebracht, wobei die Replicase schrittweise immer kürzere Moleküle produzierte, bis sich eine Population von Molekülen als Endzustand einpegelte, die sich am effizientesten replizierte.
Das hat allerdings nichts mit der RNA-Welt zu tun, sondern mit einer Art "molekularer Evolution", die jedoch mit biologischer Evolution nichts zu tun hat. Aufschlussreich waren die Fortsetzungen dieser Versuche durch Manfred Eigen aus Göttingen. Hier hat man nur noch einzelne Nucleotide in eine Replicase-Lösung zugesetzt und die Replicase ließ spontan RNA-Moleküle entstehen, die ihrerseits wieder eine "molekulare Evolution" bis zu einem Endzustand durchliefen. Bemerkenswert ist hier allerdings, dass die Replicase ein Protein ist und nicht ein Ribozym.
Die Frage, die hier im Raum steht, ist nun, ob man so ein System der "molekularen Evolution" schon als Leben bezeichnen kann. Schlichtes Molekülwachstum ohne Stoffwechsel erfüllt nicht die Kriterien, die an ein lebendes System gestellt werden. Der Stoffwechsel fehlt völlig. Ebenso die Abgrenzung von der Umgebung durch eine Membran, die notwendig ist, damit sich das Molekülsystem nicht in die Umgebung zerstreut. Weiterhin ist unklar, wie aus einem reinen Molekülreplikationsmechanismus ein Organismus entstehen soll, der einen Stoffwechsel aufweist, der wiederum auf die Replikation zurückwirkt.
Um diese und andere Fragen und Probleme zu diskutieren, die mit der Abiogenese im Zusammenhang stehen, steht hier eine Möglichkeit zur Verfügung. Was ich allerdings generell hier nicht haben möchte, sind kreationistische Interpretationen. Solche Beiträge werden von mir konsequent der Verwaltung als Störung gemeldet.